融媒中心讯/近日，材料科学与工程学院罗中箴教授团队在新型稳定高性能热电材料与器件领域取得重要研究进展，相关成果以“Reduced Multiplicity of Crystallographic Sites for Superior Thermoelectric Performance of Cubic Cu₆GeTeS₄via Chemical Tailoring”为题发表于国际权威期刊Science Advances。

热电转换技术作为一种绿色、可持续的能源转换手段，在工业废热回收、环境能量采集以及微/低功耗电子器件供电等领域展现出广阔应用前景。热电材料中，具有超低晶格热导率的类液态硫银锗矿作为一类有前途的热电材料引起了广泛关注，但其类液态离子在服役过程中的电不稳定性、相变以及较低的热电性能，限制其在真实场景中的应用。

针对上述问题，罗中箴教授团队提出“草方格”立方框架结构模型，以Cu₈GeS₆为结构模板，通过化学裁剪策略移除一个Cu₂S基元，成功合成新型立方p型Cu基硫银锗矿化合物Cu₆GeTeS₄（空间群F3m）。此外，该团队还发现了化学裁剪后材料晶体学位点的多重度降低能够抑制本征类液态离子迁移，从而在保持类液态特性及其低晶格热导的同时，提升了电热稳定性，突破了传统硫银锗矿“高性能-低稳定性”的矛盾。在这一新型热电材料中，弱的Cu−S/Te化学键和低频[TeCu₁₈]¹⁶⁺簇的局域振动导致了本征超低k_lat~0.47−0.35Wm⁻¹K⁻¹，从而在Cu₆GeTeS₄中获得的最大ZT高达0.62。更进一步，通过引入S缺陷，Cu₆GeTeS_3.82样品在925K时表现出最大ZT_~1.23和超低的k_lat~0.25Wm⁻¹K⁻¹，这一研究不仅开发了一种新型高性能高稳定的类液态热电材料，还为类液态材料体系提供了崭新的设计路线。

两种材料的电热化学性能分析对比

材料学院博士研究生杨亚为论文第一作者，罗中箴教授为论文唯一通讯作者，该成果获得国家自然科学基金面上项目、福建省光电信息科学与技术创新实验室基金、福建省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec9220